常用酸和碱-p区元素单质及化合物的性质识用

课程：化学物料识用与分析知识点：p区元素化合物的性质ⅠA011HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2He23Li4Be5B6C7N8O9F10Ne311Na12MgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB13Al14Si15P16S17Cl18Ar419K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25Mn26Fe27Co28Ni29Cu30Zn31Ga32Ge33As34Se35Br36Kr537Rb38Sr39Y40Zr41Nb42Mo43Tc44Ru45Rh46Pd47Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I54Xe655Cs56Ba57-71Lu72Hf73Ta74W75Re76Os77Ir78Pt79Au80Hg81Tl82Pb83Bi84Po85At86Rn787Fr88Ra89-103Lr104Rf105Db106Sg107Bh108Hs109Mt110Uun111Uuu112Uubp区元素ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA0二、p区元素性质●唯一同时包括金属和非金属元素的一个区●无机非金属材料库：分子筛人造金刚石高能燃料纳米半导体材料太阳能电池材料光子带隙材料以其多样性为特点●卤素及其重要化合物

元素符号FClBrI价电子层结构2s22p5

3s23p5

4s24p5

5s25p5

主要氧化数–1,0–1,0,+1,+3,+4,+5,+7–1,0,+1,+3,+5,+7–1,0,+1,+3,+5,+7电子亲和能/(kJ·mol–1)322348.7324.5295分子离解能/（kJ·mol–1）155240190149电负性(Pauling)3.963.162.962.66卤素的通性1.卤素单质的物理性质：聚集状态分子间力b.p./℃m.p./℃颜色g

g

l

s小大-188

-34

59

185-220

-102

-7

114浅黄黄绿红棕紫F2Cl2

Br2

I22.卤素单质的化学性质：氧化还原性F2Cl2Br2I2X2氧化性：强弱X-

还原性：弱强2.8891.3601.07740.5345：/V)/XX(2-氧化性最强的是F2，还原性最强的是Iˉ。结论

●氧化能力F2＞Cl2＞Br2＞I2

●F2、Cl2可与所有金属作用，Br2、I2可与除贵金属外所有金属作用。●F2是最强的氧化剂：

●能与稀有气体反应生成XeF2、XeF4、XeOF4；

与H2O反应：激烈程度氧化反应：歧化反应：在碱存在下，促进X2在H2O中的溶解、歧化。歧化反应产物：Cl2常温加热低温Br2I2ClO-ClO-

卤素单质化学性质比较Ｆ2Ｃl2Br2I2与金属反应常温下能和金属反应加热时能氧化所有的金属加热时可和一般金属反应在较高温度时能和一般金属反应，有时只生成低价盐，如FeI2等Ｆ2Ｃl2Br2I2与氢气的反应和氢化物的稳定性冷，暗处剧烈反应而爆炸，HF很稳定强光照射下，剧烈化合而爆炸，HCI较稳定高温下缓慢反应，HBr较不稳定持续加热，慢慢的化合，HI很不稳定，同时发生分解

卤素单质化学性质比较Ｆ2Ｃl2Br2I2与水反应使水迅速分解，放出氧气在阳光照射下，缓慢放出氧气较氯微弱较溴微弱

卤素单质化学性质比较Ｆ2Ｃl2Br2I2活泼性氟最活泼能把Cl2,Br2,I2从它们的化合物中置换出来氯较氟次之，能把Br2,I2从它们的化合物中置换出来溴较氯又次之，能把I2从它们的化合物中置换出来碘在卤素中最不活泼

卤素单质化学性质比较3.卤素单质的制备H2+Cl2+2NaOH

通电工业上制备氯采用电解饱和食盐水溶液的方法：阴极：铁网2H2O+2e–

==H2↑+2OH–

阳极：石墨2Cl–

==Cl2+2e–

电解反应：2NaCl+2H2O实验室制备氯的方法：MnO2+4HCl

==MnCl2+Cl2+2H2O

2KMnO4+16HCl==2MnCl2+2KCl+5Cl2+8H2O（1）氯的制备（3）碘的制备Cl2+2NaI==2NaCl+I22NaI+3H2SO4+MnO2

==

2NaHSO4+I2+2H2O+MnSO4

3Br2+3H2O（2）溴的制备Cl2+2Br–

==Br2+2Cl–

5Br–+BrO3–+6H+

==

2NaBr+3H2SO4(浓）==2NaHSO4+Br2+SO2+2H2O2.卤素的氢化物HFHClHBrHI分解温度/℃键能/kJ·mol-1酸性6.373.572.761.40*-83.57-114.18-86.87-50.80*19.52-85.05-66.71-35.1-271.1-92.3-36.4-26.5>15001000300570432366298弱强分子极性熔点沸点稳定性m.p./℃b.p./℃μ/(10-30c·m)/kJ·mol-1（1）卤化氢性质常温下,卤化氢都是无色具有刺激性气味的气体。

卤化氢分子有极性，易溶于水。273K时，1m3

的水可溶解500m3

的氯化氢，氟化氢则可无限制地溶于水中。

在常压下蒸馏氢卤酸（不论是稀酸或浓酸），溶液的沸点和组成都将不断改变，但最后都会达到溶液的组成和沸点恒定不变状态，此时的溶液叫做恒沸溶液。

HF分子中存在着氢键，分子之间存在缔合。固态时，HF分子以锯齿链状存在：

在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的：H2F2H++HF2－

与其他的氢卤酸不同，氢氟酸是相当弱的酸，在稀溶液中发生电离：F–+HFHFH++F－HF2－Kaθ=6.6×10–4

Kaθ=5SiO2+4HF==2H2O+SiF4↑CaSiO3+6HF==CaF2+3H2O+SiF4↑

氢氟酸具有与二氧化硅或硅酸盐（玻璃的主要成分）反应生成气态的SiF4特殊性质：由HX(aq)H+(aq)+X-(aq)而定:

为什么氢卤酸酸性强度的次序为：HI>HBr>HCl>HF？

HF酸性最弱是因为F-是一种特别的质子接受体，与H3O+通过氢键结合成强度很大的离子对，即使在无限稀的溶液中,它的电解度也只有15%,而HX中I-半径最大，最易受水分子的极化而电离，因而HI是最强的酸.

QuestionSolutionHX(aq)H+(aq)+X-(aq)

/kJ·mol-1/kJ·mol-1

/J·mol-1·K-1计算的pKa,/1.36观察的pKa,291K,0.1mol·dm-3,电离度/%HF-2.1+20.3-75.314.913.410HCl-57.3-39.7-58.6-29.2-29.392.6HBr-63.6-49.8-46.0-36.6＜-29.393.5HI-59.0-49.8-31.0-36.6＜-29.395.02.氢卤酸的制法直接合成H2+X2→2HX

氟和氢直接化合太猛烈且F2成本高。溴与碘和氢反应很不完全而且反应速度缓慢。HCl工业：直接合成法实验室：复分解反应问题：用此方法能否制备HBr，HI？

不能，因为热浓硫酸具有氧化性，把生成的溴化氢和碘化氢进一步氧化。NaI+H2SO4(浓)==NaHSO4+HI↑8HI+H2SO4(浓)==H2S↑+4I2+4H2O如何解决此问题？采用无氧化性、高沸点的浓磷酸代替浓硫酸即可。NaBr+H2SO4(浓)

==NaHSO4+HBr2HBr+H2SO4(浓)==SO2↑+Br2+2H2O卤化物水解：PX3(s)+3H2O(l)H3PO3(aq)+HX(g),(X=Br,Cl)氢化物稳定性:HF、HCl、HBr、HI

依次减弱

HF最稳定，高温下不分解，而HI在300℃即大量分解为I2与H2。

HF有强腐蚀性，并能腐蚀玻璃:SiO2+4HF＝SiF4+2H2O玻璃刻画3．卤素的含氧酸卤素的含氧酸以氯的含氧酸最为重要。氯的含氧酸和含氧酸盐的许多重要性质，如酸性、氧化性、热稳定性、阴离子碱的强度等都随分子中氧原子数的改变而呈规律性的变化。

以氯的含氧酸和含氧酸盐为代表将这些规律总结在表中。氧化值：+1HXO次卤酸+3HXO2亚卤酸+5HXO3卤酸+7HXO4高卤酸各类卤素含氧酸根的结构(X为sp3杂化)（1）次卤酸及其盐次卤酸：HClOHBrO HIO2.8×10-8

2.6×10-92.4×10-11酸性↓弱酸()1.4951.341 0.983氧化性↓稳定性:大小)/VX/XO(--重要反应：漂白粉漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+HClO（2）卤酸及其盐卤酸：HClO3HBrO3HIO3酸性：强强近中强酸性↓1.4581.5131.209已获得酸的浓度:40% 50% 晶体稳定性:大小)/VX/XO(2-3主要反应氧化制备鉴定I-、Br-混合溶液重要卤酸盐：KClO3强氧化性：(与各种易燃物混合后，撞击爆炸着火)KClO3与C12H22O11的混合物的火焰火柴头中的氧化剂(KClO3)4.高卤酸及其盐4-=高卤酸：HClO4HBrO4

H5IO6酸性：酸性↓最强强弱1.2261.7631.60都是强氧化剂,均已获得纯物质,稳定性好。)104.4(×)/V/XO(XO34--重要高卤酸盐：高氯酸盐

高氯酸盐多易溶于水，但K+、NH4+、Cs+、Rb+的高氯酸盐的溶解度都很小。KClO4稳定性好,用作炸药比KClO3更稳定。NH4ClO4：现代火箭推进剂。Mg(ClO4)2,Ca(ClO4)2可用作干燥剂5.氯的各种含氧酸性质的比较稳定性:不稳不稳相对稳定稳定可得40%溶液可得固体HClOHClO2 HClO3HClO4酸性：1.4951.551.45 1.409氧化性↓(除HClO2)/V)X/(-氧化型为何Cl的氧化值越高氧化性越弱？氧化态酸热稳定性和酸的强度氧化性盐热稳定性氧化性及阴离子碱的强度+1HClO逐渐增大逐渐减弱NaClO逐渐增大逐渐减弱+3HClO2NaClO2+5HClO3NaClO3+7HClO4NaClO4

包括氰(CN)2、硫氰(SCN)2、硒氰(SeCN)2、氧氰(OCN)2

等在内的一类化合物，起因于它们与卤素X2

之间上的相似性。例如加热或光照条件下(CN)2与H2

发生类似于Cl2

与H2

之间那样的链反应：Cl22Cl•(CN)22CN•H2+Cl•HCl+H•H2+CN•HCN+H•H•+Cl2HCl+Cl•H•+(CN)2HCN+CN•

H2+Cl22HClH2+(CN)22HCN

hv或△hv或△总反应拟卤素课程：化学物料识用与分析知识点：酸的性质识用

电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物叫做酸。实例分析硫酸H2SO4H+

、Cl-

H+

、SO42-盐酸HCl酸H+和酸根离子1、人的胃液里含有什么酸？2、汽车电瓶里含有什么酸？3、食醋里含有什么酸？4、酸雨里含有什么酸？知道？1、盐酸；2、硫酸；3、醋酸，也叫乙酸；4、亚硫酸，也可能含有硝酸。蓄电池和食醋三种重要的酸一、酸的通性

酸的分类一元酸二元酸三元酸命名含氧酸无氧酸_____HNO3H2SO4H3PO4某酸HClH2S氢某酸（一）酸的分类与命名（二）酸的通性1、与酸碱指示剂反应紫色石蕊试液无色酚酞试液酸溶液变红不变色碱溶液变蓝变红金属活动性顺序：

KCaNaMgAl，ZnFeSnPb(H)，CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属与酸反应的规律：排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。2、酸+金属（H前）=盐+氢气3、金属氧化物（碱性氧化物）+酸=盐+水Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OZn（NO3）2+H2OZnO+HNO3=CuSO4+H2OCuO+H2SO4=4、酸+碱=盐+水（中和反应）Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O胃酸过多时，服用含氢氧化铝的药可以治疗成份：氢氧化铝、碘甲基蛋氨酸等5、酸+盐=新盐+新酸条件：生成物中有↑或↓或水

AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑二、常用酸介绍1、盐酸(HCl)化学性质：稀盐酸：具有酸的通性。物理性质：浓盐酸：无色液体，具有挥发性，刺激性气味。市售盐酸的密度为1.18g/mL，HCl含量为37%。2、硫酸(H2SO4)物理性质：

纯硫酸是一种无色油状液体。常用的浓硫酸质量98.3%，其密度为1.84g/cm3，其物质的量浓度约为18.4mol/L。硫酸是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比和水混溶。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。有很强的腐蚀性。化学性质：稀硫酸：具有酸的通性。H2SO4的结构：S：sp3杂化后形成分子，分子中除存在σ键外还存在(p-d)π反馈配键。

H2SO4分子间通过氢键相连，使其晶体呈现波纹形层状结构。浓H2SO4的性质

强吸水性：作干燥剂。浓硫酸能够吸收由水分子组成的水——物质本身含水。或结晶水合物中的结晶水。

二元强酸=1.0×10-2

脱水性：

将含氢、氧元素的物质中氢、氧原子按2∶1的比例脱去——物质本身不含水在常温下，浓硫酸使铝、铁等金属钝化强氧化性与非金属反应：与不活泼金属反应：与活泼金属反应：3ZnSO4+S+4H2O)(3Zn+4H2SO4浓)(4ZnSO4+H2S+4H2O4Zn+5H2SO4浓a)加热时，绝大多数金属（At、Pt除外）能被浓H2SO4氧化

Cu＋2H2SO4（浓）=CuSO4＋SO2↑＋2H2O错误操作稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿器壁慢慢注入水里，并不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸里。浓硫酸稀释？正确操作

硫代硫酸(H2S2O3)：极不稳定，尚未制得纯品。

硫代硫酸盐：Na2S2O3

5H2O，海波，大苏打。硫代硫酸及其盐制备：性质：易溶于水,水溶液呈弱碱性；

遇酸分解：II

还原性配位性冷却发烟硫酸时，可以析出焦硫酸晶体H2S2O7为无色晶体，吸水性、腐蚀性比H2SO4更强。焦硫酸盐可作为溶剂焦硫酸及其盐过氧化氢：H-O-O-H过二硫酸过一硫酸过硫酸及其盐磺酸基过二硫酸盐：OS)(NH8224OSK822强氧化剂：稳定性差：1.939V)/SOOS(-24-282=连二亚硫酸：(H2S2O4)亚硫酸：二元中强酸：遇水分解：=-110

4.5×-310

3.5×=3.硝酸(HNO3)结构N：sp2杂化后物理性质：纯硝酸：无色液体，密度为1.53g·cm-3

浓硝酸：含HNO369%，密度1.4g·cm-3

能以任意比与水混合。一般市售硝酸的质量分数大约为65%％～68%，98%以上的浓硝酸挥发而产生白烟——发烟硝酸。HNO3的化学性质①强氧化性

▲硝酸是强氧化剂。一般地说，硝酸不论浓、稀均具有氧化性。它几乎能和所有的金属(除金．铂等少数金属外)发生氧化还原反应。

在通常情况下，浓HNO3的主要还原产物是红棕色的NO2气体。

稀HNO3的主要还原产物是无色的NO气体.O2H2NO)Cu(NO)浓(4HNOCu22233+++O4H2NO)3Cu(NO)稀(8HNO3Cu2233+++活泼金属O2H2NO)Zn(NO)(4HNOZn22233+++浓O4H2NO)3Zn(NO)2:1(HNO83Zn2233+++稀·+OH5ON)4Zn(NO)L,2mol(0HNO14Zn22231-3++较稀O3HNONH)4Zn(NO10):1,(0HNO14Zn234233+++很稀

HNO3越稀，金属越活泼，HNO3被还原的氧化值越低。

规律：浓HNO3和稀HNO3的氧化性孰大？●浓HNO3的反应速率快，生成的NO2来不及与还原剂反应即离开体系；而稀硝酸反应中生成的NO2来得及与还原剂进一步反应转化为NO。●浓HNO3的氧化性与HNO3中经常会存在由光化分解而来的NO2催化作用有关。NO2起到传递电子的作用:QuestionSolution●浓HNO3的氧化性强于稀硝酸，其氧化反应速率也要快得多。中氧原子的质子化有利于N－O键断裂，浓HNO3中质子化程度比较大。NO2+e-=NO2

-+H+